[c++11] Smart Pointer

많은 사람들이 배우면서 어렵다고 느끼는 pointer를 쉽게 관리하기 위해 사용하는 스마트 포인터에 대해 알아보겠습니다.

c++에는 unique_ptr, shared_ptr, weak_ptr 이 제공되고 있습니다.

unique_ptr은 인스턴스의 소유권을 유일하게 가지는 스마트 포인터이고

shared_ptr은 인스턴스의 소유권을 공유하는 스마트 포인터이고

weak_ptr은 인스턴스의 소유권을 가지지 않는 스마트 포인터이다.

헤더 추가 :

#include <memory>

일단 unique_ptr부터 살펴보면 (1)과 같이 사용하여 해당 인스턴스의 소유권을 유일하게 가지게 되는데 만약 해당 인스턴스의 소유권을 또 가지는 스마트 포인터가 생기면 할당된 메모리를 중복해제하여 에러가 발생하게 된다.

std::unique_ptr<int> uniquePtr(new int(1));

그렇기 때문에 unique_ptr은 스마트 포인터끼리의 인스턴스 복사는 안되며 std::move를 이용하여 이동은 가능합니다.

shared_ptr은 인스턴스의 소유권을 여러 스마트 포인터가 공유할 수 있습니다. 다음과 같이 소유권을 공유해보고 카운트를 확인해보면 공유한만큼 늘어난 것을 확인 할 수 있습니다.

std::shared_ptr<int> sharedPtr1(new int(1));

std::shared_ptr<int> sharedPtr2(sharedPtr1);

std::shared_ptr<int> sharedPtr3(sharedPtr2);

std::cout << sharedPtr1.use_count() << std::endl;

마지막으로 weak_ptr은 해당 인스턴스의 소유권을 가지지 않습니다. 이 말은, shared_ptr과 다르게 참조 카운팅에는 들어가지 않기 때문에 weak_ptr이 인스턴스를 참조하고 있어도 메모리 해제가 된다는 얘기입니다. 또한, weak_ptr은 unique_ptr이나 shared_ptr과 다르게 lock()을 통해서 참조된 shared_ptr을 반환받은 후 사용할 수 있습니다.

std::shared_ptr<int> sharedPtr(new int(1));

std::weak_ptr<int> weakPtr(sharedPtr);

if (auto spt = weakPtr.lock())

{

std::cout << *weakPtr << "\n" << std::endl;

}

else

{

std::cout << "weakPtr is expired\n" << std::endl;

}

코드 작성에 대한 얘기를 마지막으로 하자면 위의 int같이 기본 타입에 대한 작성은 짧고 간단하게 쓸 수 있지만 class같은 타입에 대해서는 (1)과 같이 길어집니다. 이 문장을 auto와 make_shared를 이용하여 짧게 작성하면 (2)와 같습니다.

(1) std::shared_ptr<TestClass> sharedPtr = std::shared_ptr<TestClass>(new TestClass());

(2) auto sharedPtr = std::make_shared<TestClass>();

스마트 포인터가 모든것을 해결해 주지는 않지만 이렇게 new로 할당하고 나면 delete로 하나하나 해제하던 때와는 다르게 쉽게 사용할 수 있는 것을 확인 할 수 있습니다.